Устройство для контроля концентрации солевого раствора Советский патент 1983 года по МПК G05D21/02 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ КОНЦЕНТРАЦИИ СОЛЕВОГО РАСТВОРА

Изобретение относится к автоматическому контролю технологических параметров и может быть использовано для автоматического измерения концентрации электропроводящих растворов, измерения электропроводности жидких сред в гидрометаллургическом, химическом производстве и в области медицины при проведении гемодиализа.

Известно устройство для измерения электропроводности жидких сред, содержащее стабилизированный источник питания, высокочастотный генератор, измepитeльнs o схему с индуктивным датчиком и операционным усилителем, источник с1мплитудно-модулированных сигналов, детекторы, задающий генератор 1 .

Недостатком известного устройства являются его ограниченные функциональные возможности.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к предлагаемому является устройство контроля концентрации солевого раствора, определяющее долговременные изменения в электрической проводимости любой ионизированной жидкости (любого солевого раствора), содержащее генератор напряжения переменного тока, выход которого через датчик раствора соли соединен с инвертирующим входом операционного усилителя, неинвертирующий вход которого через резистор соединен с корпусом устройства. Выход операцией ного усилителя через выпрямитель соединен с входом вольтметра постоянного тока или ленточного самопий10ца 2 .

Недостатком известного устройства является невозможность контроля концентрации солевого раствора, приготовленного на основе водопроводной (проточной) воды (за счет наличия

15 нулевого потенциёша) и циркулирующего в металлических заземленных трубах, так как выводы датчика устройства должны быть изолированы от

20 металлического корпуса (нулевого потенциала) устройства,.

Целью изобретения является расширение области приме нения устройства.

25

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для контроля концентрации солевого раствора, содержащем последовательно соединенны операционный усилитель, выпрямитель

30 и блок отображения информации, .а

также генератор переменного тока и .двухэлектродный датчик концентрации солевого раствора, выход генератора переменного тока подключен к неинвертирующему входу операционногр ус лителя, инвертирующий вход которого подключен к первому электроду двухэлектррдного датчика концентрации солевого раствора, второй электрод которого заземлен.

На.чертеже приведена структурная схема устройства.

Устройство содержит генератор 1 переменноЧго тока, соединенный с неинвертирующим входом операционного усилителя 2, инвертирующий вход которого соединен через резистор R с выходом операционного усилителя 2 и с первым электродом двухэлектродного датчика 3 концентрации солевого раствора, второй электрод которого заземлен. Выход операционного усилителя через выпрямитель 4 соединен со входом блока 5 отображения информации .

Устройство работает следующим образом.

При включении питания генератор 1 вырабатывает сигнал переменного тока частотой 18 кГц постоянной, амплит ды, поступающий на неинвертирующийвход операционного усилителя 2, Напряжение на датчик 3 концентрации солевого раствора поступает через резистор R обратной связи с выхода операционного усилителя 2, величина его равна напряжению, поступающему с выхода генератора 1 на неинвертирующий вход операционного усилителя. При этом напряжение на выходе операционного усилителя 2 линейно от концентрации раствора и описывается выражением

R R5

U

иг-М.уЯс,

выи

де. R - сопротивление в обратной

связи операционного усилителя;

RP - сопротивление датчика солевого раствора, параметры которого В , S, Я, у, с определяются конструкцией датчика и концентрацией солевого раствора; 6 - расстояние между электродами ;

S - действующая площадь электродов ;

Л - эквивалентная электропроводность;

У - коэффициент активности,равный 1 для растворов бесконечного разбавления J1 уменьшающийся с ростом койцентра ции;

с - эквивалентная или молярная концентрация раствора.

Напряжение на вькоде операционного усилителя 2 выпрямляется выпрямителем 4 и подается на блок 5 отображения информации.

Предложенное включение датчика на инвертирующий вход операционного усилителя позволяет проводить конт роль и измерение концентрации солевого раствора, приготовленного на любой основе, в том числе, на основе водопроводной воды и циркулирующего в металлических трубах, имеющих нулевой относительно земли потенциал, чем устраняется недостаток известного устройства.

Формула изобретения

Устройство для контроля концентрации солевого раствора, содержащее последовательно соединенные операционный усилитель, выпрямитель и блок отображения информации, а также генератор переменного тока и двухэлектродный датчик концентрации солевого раствора, отличающеес я тем, что, с целью расширения области применения устройства, выход генератора переменного тока

подключен к нeинвepтиpi oщeмy входу операционного усилителя, инвертирующий вход которого подключен к первому электроду Йвухэлектродного датчика концентрации солевого раствора, вт.орой электрод которого заземлен.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2 М. Ahmon One chip conductivity meter monitors concentra;tion. EBectronics, , № 19, , pp. 132-133 (прототип).